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酢(これにはエタン酸が含まれています)と重炭酸ナトリウム(これは塩基です)を混ぜ合わせたのであれば、あなたはすでに酸 - 塩基中和反応を見ています。重曹や酢のように、硫酸を塩基と混ぜると、両者は中和します。この種の反応は化学的に中和と呼ばれます。
硫酸と水酸化カリウムなどの塩基が反応して中和します。 (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)
特徴
化学者は酸と塩基を3つの異なる方法で定義しますが、最も有用で既知の定義では、塩基がそれらを受け取ると同時に水素イオンを放出する物質として酸を説明します。強酸はイオンを供与するのに優れており、硫酸は確かに強酸です。そのため、水中に入れると、ほぼ完全に脱プロトン化された形になります。実際には、すべての酸性分子が2つの水素イオンを供与しています。提供されたイオンは水分子によって捕獲され、水分子は帯電するとヒドロニウム分子になります。ヒドロニウムイオンの式はH 30 +です。
反応
塩基性溶液またはアルカリ性溶液を硫酸に添加すると、両方とも反応し中和する。塩基は荷電水分子から水素を除去し、高濃度の水酸化物イオンを放出する。ヒドロニウムの隣にあるこれらは反応して、より多くの分子の水と塩を形成する(酸 - 塩基反応の生成物)。硫酸が強いので、2つのうちの1つが起こる可能性があります。水酸化カリウムのように塩基も強い場合、得られる塩(例えば、硫酸カリウム)は中性になるだろう。言い換えれば、酸性も塩基性もない。他方、塩基がアンモニアのように弱い場合、得られる塩は酸性になり、これは弱酸として作用する(例えば、硫酸アンモニウム)。塩は供与され得る2つの水素イオンを有するので、1分子の硫酸が2分子の水酸化ナトリウムのような塩基を中和し得ることに注目することは重要である。
硫酸と重炭酸ナトリウム
重炭酸ナトリウムは電池や実験室からの酸のこぼれを中和するためによく使用されるので、硫酸と重炭酸塩との反応は小さな後退をもたらす一般的な例です。重炭酸塩が硫酸溶液と接触すると、それは水素イオンを受け入れて炭酸に変わり、それは分解して水と二酸化炭素を放出することができる。しかしながら、硫酸と重炭酸塩が反応するにつれて、炭酸の濃度は急速に増加し、二酸化炭素の形成を促進する。二酸化炭素が溶液から逃げるにつれて、沸騰する泡の塊が形成される。この反応はル・シャテリエの原理の簡単な説明です - 濃度の変化が動的平衡を変えるとき、システムはそのような平衡を回復するように反応します。
その他の例
硫酸と炭酸カルシウムとの反応は、重炭酸塩との反応と多少似ています - 二酸化炭素は泡として出てきます。そして生成する塩は硫酸カルシウムです。硫酸を水酸化ナトリウムのような強塩基と反応させると硫酸ナトリウムが生成され、硫酸は酸化銅と反応して硫酸銅(II)と呼ばれる青色の化合物を形成します。硫酸は非常に強いので、硝酸中に水素イオンを置き、ニトロニウムイオンを形成するのにさえ使用することができます。この反応は、世界で最も有名な爆発物の1つであるトリニトロトルエンまたはTNTの製造に使用されます。